Contributions à la conception de systèmes à hautes performances, programmables et sûrs: principes, interfaces, algorithmes et outils

Moore's law on semiconductors is coming to an end. Scaling the von Neumann architecture over the 40 years of the microprocessor has led to unsustainable circuit complexity, very low compute-density, and high power consumption. On the other hand, parallel computing practices are nowhere close to the portability, accessibility, productivity and reliability levels of single-threaded software engineering. This dangerous gap translates into exciting challenges for compilation and programming language research in high-performance, general purpose and embedded computing. This thesis motivates our approach to these challenges, introduces our main directions and results, and draws research perspectives.La loi de Moore sur semi-conducteurs approche de sa fin. L'evolution de l'architecture de von Neumann à travers les 40 ans d'histoire du microprocesseur a conduit à des circuits d'une insoutenable complexité, à un très faible rendement de calcul par transistor, et une forte consommation énergetique. D'autre-part, le monde du calcul parallèle ne supporte pas la comparaison avec les niveaux de portabilité, d'accessibilité, de productivité et de fiabilité de l'ingénérie du logiciel séquentiel. Ce dangereux fossé se traduit par des défis passionnants pour la recherche en compilation et en langages de programmation pour le calcul à hautes performances, généraliste ou embarqué. Cette thèse motive notre piste pour relever ces défis, introduit nos principales directions de travail, et établit des perspectives de recherche